生活在海洋中的眾多生物為什么不會被“腌漬”……

問：幾乎所有的動物(包括人)都需要睡眠，為什么?

在人的一生中大約有1/3時間花費在睡眠上。人如果持續(xù)缺乏睡眠，那么死亡降臨的速度可能比因缺乏食物還要快。睡眠從根本上講是屬于生物學(xué)范疇的，因為幾乎所有的動物都需要睡眠，甚至培育在培養(yǎng)瓶中的神經(jīng)元都會自發(fā)進(jìn)入某種睡眠狀態(tài)。然而，科學(xué)家卻無法解釋睡眠究竟為何而存在。

有人認(rèn)為睡眠可能與人體生理機能的修復(fù)有關(guān)，有人認(rèn)為睡眠可能與人的記憶有密切關(guān)聯(lián)。不過這些猜測都還沒有得到充分論證。盡管疑點重重，有一點似乎是可以肯定的：睡眠是一項主要針對大腦的生理活動。我們所知道的理由就是只有動物才需要睡眠，植物的世界里根本沒有睡眠狀態(tài)的存在，而諸如肌肉或肝臟等器官組織也無需睡眠。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人的睡眠實際上是由兩種截然不同的狀態(tài)構(gòu)成：一種是急速眼動期，一種是慢速眼動期。人處于前一種狀態(tài)時，眼球會不由自主地左右轉(zhuǎn)動，大腦活動非?；钴S，且常常伴有夢境出現(xiàn)。而后一時期則屬于深度睡眠狀態(tài)，人幾乎完全沒有意識表達(dá)。這兩種截然相反的狀態(tài)看起來顯然不是為同一目的而出現(xiàn)的，但它們卻總是相互糾纏。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人處于正常睡眠狀態(tài)時，深度睡眠總是緊跟在急速眼動之后，說明兩者之間有著密切的關(guān)系。

認(rèn)識到睡眠可能是和大腦相關(guān)的一種現(xiàn)象，研究者對深度睡眠階段的作用進(jìn)行研究并逐漸達(dá)成共識，他們認(rèn)為這個階段可能是機體對腦部損耗進(jìn)行修補的時期。人體的其他器官可以用生成新細(xì)胞來清除損壞細(xì)胞的方式來修復(fù)某些損耗，而腦部則無法采取這種方式。由此它很可能像高速公路的修路隊一樣采用了夜間封閉施工的手段，充分利用了睡眠這段大腦活動相對較少的時間進(jìn)行修復(fù)。

目前這種觀點已經(jīng)得到若干證據(jù)的印證。例如，對新陳代謝速度較快的動物而言，其腦部消耗也較大，它所需的睡眠時間也比新陳代謝速度較慢的動物要多。又例如，人為地被剝奪睡眠的小老鼠與正常老鼠相比腦的損損耗程度要高出許多。

那么急速眼動期又該如何解釋呢?有科學(xué)家提出，該狀態(tài)可能是腦部對深度睡眠階段修復(fù)工作的成果進(jìn)行查驗的階段。

看來，如果我們想保護(hù)大腦不至于讓它損耗過多的話，保證充足的睡眠時間是十分必要的。

問：生活在海洋中的眾多生物為什么不會被“腌漬”?

水是生物所必需的，生活在海洋中的動物應(yīng)該不會缺水，可是它們卻要解決一個難題：必須設(shè)法避免讓鹽水給“腌漬”了。

海洋魚類身體內(nèi)鹽分的濃度只有周圍海水濃度的1/3左右，在滲透壓力作用下。它們身體內(nèi)的水會不斷地滲透出來，為了避免脫水，魚兒們只得張開嘴巴吸飲海水，但關(guān)鍵是如何去除多余的鹽分。魚兒的腎臟顯然是無法承擔(dān)這個重任的，這個工作絕大部分只得由它們的腮來承擔(dān)。(生活在淡水中的魚，滲壓作用正好是起相反作用，它們身體內(nèi)的含鹽量濃于周圍環(huán)境的含鹽量，因此外界的水不斷地通過魚的皮膚和腮向體內(nèi)滲入。)

大馬哈魚多數(shù)時間都生活在大海里，但它們繁殖后代時會游到淡水河中，因此它們能適應(yīng)不同的環(huán)境。當(dāng)它們在海里的時候，它們會飲用海水，脫去鹽分，當(dāng)它們進(jìn)入淡水產(chǎn)卵時，它們就完全停止飲水，通過滲透作用吸收水分。鯨和其他水生哺乳動物為了避免脫水，它們會產(chǎn)生含鹽濃度極高的尿液，甚至比海水本身還“咸”。

一些海鳥如信天翁，它們能夠在海上呆上一年多，自由自在地飲用海水。如果它們要通過腎臟的作用來排除多余的鹽分，那么每消耗4.5升海水就必須產(chǎn)生45升尿液，這似乎是不可能的。那么它們?nèi)コw內(nèi)鹽分的訣竅在哪里呢?科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，秘密就在于它們頭部的“鹽腺”。鹽腺是一種能夠分泌高鹽分淚水的淚腺，只不過信天翁等海鳥的鹽腺長在鼻孔里，一些爬行動物如海龜也擁有類似的腺體。

問：鯊魚軟骨可以治療癌癥嗎?

有消息稱：“鯊魚是世界上惟一不患癌癥的動物，研究發(fā)現(xiàn)，鯊魚的軟骨內(nèi)含有的角鯊烯具有抗癌作用?！边@是一則虛假消息。美國科學(xué)家最近已經(jīng)證明，鯊魚是會患癌癥的，其中有些還是直接長在軟骨中。早在1999年，丹麥的醫(yī)學(xué)專家分別讓17名乳腺癌晚期患者服用大劑量的鯊魚丸并觀察其抗癌效果。3個月后，17人中有15人的癌癥繼續(xù)惡化，1人起初出現(xiàn)好轉(zhuǎn)的跡象，但后來卻發(fā)現(xiàn)在腦部長了新的腫瘤。醫(yī)學(xué)專家得出結(jié)論：鯊魚軟骨沒有治療癌癥的功效，還會對腸胃產(chǎn)生副作用，且非常昂貴。

那這則消息是如何炮制出來的?早在1983年，美國麻省理工學(xué)院的兩位生化研究員在著名《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章稱，鯊魚軟骨中的角鯊烯對于癌細(xì)胞之血管生成具有阻斷作用，并證實可抑制癌細(xì)胞的生長。1993年，美國一家電視臺還邀請《鯊魚不會得癌癥》一書作者威廉·蘭斯博士做節(jié)目，討論鯊魚軟骨可以抗癌的研究成果，數(shù)名癌癥晚期患者在節(jié)目中表示，服用鯊魚軟骨膠囊數(shù)周后感覺癥狀減輕。自此，鯊魚軟骨抗癌的說法通過媒體廣為流傳，創(chuàng)造了鯊魚軟骨產(chǎn)品一年銷售額超過5000萬美元的市場奇跡，其中最大的鯊魚軟骨制造商正是威廉博士的兒子。2000年12月，美國藥物及食品管理檢驗局對威廉父子的實驗室和制造廠提起訴訟，要求停止宣傳“鯊魚軟骨可以抗癌”的廣告。2001年6月，美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會裁定，禁止對鯊魚產(chǎn)品作任何不實宣傳，除非有相關(guān)科學(xué)證據(jù)證明。

值得一提的是，赫赫有名的“魚翅”就來自于鯊魚軟骨。在人們接受了魚翅可以抗癌的錯誤宣傳后，國際市場上的魚翅交易越來越火，每年有數(shù)百萬頭鯊魚慘遭宰割，甚至有些漁民捕獲鯊魚、砍掉魚翅后，再把血淋淋的鯊魚扔回海洋。2004年7月，在國際自然保護(hù)聯(lián)合會的《瀕危物種名單》上，又新增加了至少10種鯊魚，其中包括大白鯊、新英格蘭刺鮫和墨西哥灣白吻鯊等。

問：為什么大多數(shù)植物葉子都是卷曲的而不是平的?

生物學(xué)家已花費很長時間研究生物體形狀形成的原因，包括植物葉子的形成。雖然他們已部分破解了基因如何控制細(xì)胞生長以及細(xì)胞間的相互協(xié)調(diào)作用的規(guī)律，但對基因如何控制生物體形狀的成因卻知之甚少。有人曾提出，植物葉子形狀不是由基因控制而是由自然力決定的。然而，生物學(xué)家最近證明，金魚草葉子的生長與基因有關(guān)。

多數(shù)人認(rèn)為葉子呈平面形是理所當(dāng)然的，因為這樣葉子可以更有效地吸收陽光進(jìn)行光合作用。但是，生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，平面狀的葉子的形成比卷曲狀的更困難。因為葉子要形成平面狀，其中部的生長速度必須與邊緣相一致。如果葉子邊緣附近細(xì)胞比葉子中部細(xì)胞生長快，葉子就會卷曲；反之，葉子則會成杯子狀。因此，只有葉子邊緣和中部的生長相協(xié)調(diào)，葉子才能形成平面狀。為此，在自然界是看不到真正呈平面狀的葉子的。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，一種稱之為OIN的基因的突變可以導(dǎo)致金魚草葉子嚴(yán)重卷曲。在正常生長過程中，金魚草葉子的葉尖的細(xì)胞比在葉基部的細(xì)胞先停止分裂并分化成成熟的葉細(xì)胞。然后一種類似“波”的物質(zhì)沿著金魚草的葉尖傳到葉基部的細(xì)胞，導(dǎo)致葉基部細(xì)胞分裂停止，并分化成成熟的葉細(xì)胞，這一過程受OIN基因控制。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)要使OIN基因非常精致和完美地控制葉子生長并不受一點干擾幾乎是不可能的，OIN基因會出現(xiàn)變異，嚴(yán)重變異時就會導(dǎo)致金魚草葉子嚴(yán)重卷曲。這也就是為什么不會出現(xiàn)平面狀葉子的原因。

正因為OIN基因容易變異，所以每片葉子也不會相同，像無法找到兩個完全相同的人指紋一樣，我們也無法找出兩片完全一樣形狀的葉子。